幼儿科学素养的定位、内涵与构成探究

蔡志刚

（上海市闵行区教育学院 上海 200241）

将培养儿童具有良好的科学素养作为科学教育的根本目标，是当前世界各国科学教育发展的基本趋势之一。［1］在幼儿园教育阶段同样如此。但在这一理念逐渐成为广大幼教工作者共识的同时，对于“什么是幼儿科学素养，以及幼儿科学素养的具体构成是什么”等基础性问题，却鲜有讨论。而对幼儿科学素养内涵与构成的清晰认识，恰恰是有效开展幼儿科学教育的前提和基础。

一、科学素养启蒙作为幼儿科学教育的核心目标

“科学素养”这一概念是伴随20世纪五六十年代美国“课程改革运动”而系统确立起来的。美国科学教育专家，美国研究理事会科学、数学与技术教育中心执行主任拜比（Rodger W.Bybee）在研究了众多关于科学教育改革的代表性文献后指出：科学教育的目标是达成科学素养。［2］60多年过去了，这一判断已经成为大家的共识。特别是在核心素养导向下，又凸显出新的价值。

（一）教育价值视角下的科学素养

2016年，中国学生发展核心素养正式发布。核心素养是国家教育方针的具体化，是个人自我实现与社会和谐发展的重要基础。在科学技术高度发展、科学技术深刻影响社会进步和人们生活的21世纪，科学素养早已成为个人终身发展、立足社会的必备素养。因此，将科学素养作为学生发展核心素养框架的重要组成部分和实施教育的重要内容，已成为多数国家和相关国际组织的共识。

当然，具有良好科学素养的人并不一定以科学相关领域作为职业，而是当其面对日常生活中的真实问题和事件时，可以运用科学的思维方式、知识、方法等进行准确合理的判断和决策，较好地解决自己的现实问题。

因此，科学素养可以提高人们敏锐地观察事件的能力、全面思考的能力，以及领会人们对事物所作出的各种解释的能力。此外，这种内在的理解和思考可以构成人们决策和采取行动的基础。［3］科学素养对人的终身发展和培养未来良好公民具有重要价值。

（二）发展视角下的幼儿科学素养

素养的发展具有连续性，是从低级到高级、从不成熟到成熟逐步发展的，前期的发展为后续发展奠定基础。《义务教育科学课程标准（2022版）》明确指出，课程目标的确定立足学生核心素养的发展。［4］而《上海市小学自然课程标准（试行稿）》也将“小学自然课程以培养学生的科学素养为宗旨”［5］同时，2017年颁布的《义务教育小学科学课程标准》指出，早期的科学教育对一个人科学素养的形成具有十分重要的作用。［6］

在幼儿教育阶段，将培养幼儿的科学素养作为科学教育核心目标的定位也逐渐清晰和明确。1985年，美国科学促进协会等机构共同启动的“2061计划”提出了“幼儿是主动的科学家”的观点，认为幼儿学习科学的过程是积极主动地建构知识的过程。该计划强调，对幼儿进行科学教育的目的，不仅仅是学习科学知识，更重要的是提高幼儿的科学素养。［7］我国《3—6岁儿童学习与发展指南》提出了科学探究子领域“亲近自然，喜欢探究”“具有初步的探究能力”和“在探究中认识周围事物和现象”三条发展目标。我们认为，这实际上是在《幼儿园教育指导纲要（试行）》提出的科学教育目标的基础上，进一步明确了将培养幼儿的科学素养作为幼儿科学教育总目标的定位。

因此，我们认为，幼儿科学教育是科学教育的启蒙阶段，是幼儿科学素养萌发的重要阶段，科学素养启蒙应当成为幼儿科学教育的核心目标。

（三）课程视角下的幼儿科学素养

作为幼儿科学教育的核心目标，科学素养首先应当落实在科学教育的所有课程要素中。从幼儿科学教育的理念、目标，到具体的课程框架、活动内容，再到科学教育活动的实施以及评价环节，都要体现并围绕幼儿的科学素养。只有在科学素养的统领下，才能保持幼儿科学教育（课程）内在的逻辑一致性，从而更好地实现幼儿科学教育的价值追求。

其次，科学素养应当成为幼儿科学教育的各项活动的指引与追求。这不仅仅是科学探究主题（项目）活动、集体教学活动、个别化学习活动等专门性活动，也包括渗透在幼儿在园一日的生活活动、游戏活动和其他领域学习中的科学教育活动，还包括延伸到家庭、社区的亲子科学活动，园外科学实践活动，博物馆科学教育活动等。

因此，从课程的视角来看，厘清幼儿科学素养是什么，对有效开展幼儿科学教育起到基础性的支撑作用。而现实中存在的对幼儿科学素养“无意识、不关注”“认识模糊”和“随意指向”等现象，极大地影响了幼儿科学教育的实施质量，影响幼儿科学素养的启蒙。

二、幼儿科学素养的内涵与特征

对于“科学素养是什么？”这个问题，目前学术界并没有达成共识，而且由于研究者对科学素养的研究聚焦在不同层面，从而呈现出多元化理解的趋向。鲁迪格.C.劳克奇（Rudiger C.Laugksch）从研究人员关注的主要问题出发，将研究者分为4个不同的“利益群体”——科学教育团体、社会科学家和关注公众对科技政策问题看法的研究人员、科学社会学家和运用社会学方法研究科学素养的科学教师、正式和非正式科学教育团体和参与普遍科学交流的团体和人员，每一组“利益群体”关注不同方面的科学素养。［8］本文将更多地从学前教育的视角切入，分析幼儿科学素养的内涵。

（一）幼儿科学素养的内涵指向

鉴于当前对幼儿科学素养的内涵鲜有专门探讨的现状，我们扩大了探讨的范围。

基础教育界首次使用“科学素养”这一术语是在1958年赫德（Hurd）的一篇文章《科学素养：它对美国学校的意义》中，赫德把科学素养的目标描述为理解科学及科学在社会性经验中的应用。［9］

国际经济与合作组织（OECD）将科学素养定义为应用科学的知识来确定问题，得出具有证据的结论，以便理解并帮助做出关于自然世界的决定，并且通过人类的活动做出调整。［10］其负责的国际学生评估项目PISA测试，将学生的科学素养作为2006年和2015年测试的重点。

泛加拿大评估项目（PCAP）将科学素养定义为学生运用与科学相关的知识、技能、态度进行科学调查、解决科学问题、进行科学推理的能力，从而理解科学相关问题和作出基于证据的决策，这种能力随着学生对科学本质的理解而不断提升。［11］

我国《义务教育科学课程标准（2022版）》指出，科学课程要培养的学生核心素养主要是指学生在学习科学课程的过程中，逐步形成的适应个人终身发展和社会发展所需要的正确价值观、必备品格和关键能力，是科学课程育人价值的集中体 现。［12］

樊静雨、邵小佩也尝试对幼儿的科学素养进行界定，他们认为，科学素养是学前儿童在幼儿园内通过一系列科学探究活动逐步形成的、适应终身发展和社会发展的、关于科学态度、科学精神、科学方法、科学知识、科学技能等的综合表现，其核心是培养幼儿的科学态度与精神。［13］

综合上述对科学素养的界定与内涵分析，结合幼儿生理、心理发展特点，我们认为，幼儿科学素养的内涵应当更加聚焦于幼儿感知认识科学世界的状态，以及科学探究过程中表现出来的思维的方式和探究的能力。因此，幼儿的科学素养是幼儿对科学客观现实的感知、对背后所蕴含的积极的观念和品质雏形的体验，以及发现身边的科学问题，运用自身已有经验做出判断、得出结论、解决问题的初步能力，为科学素养的后续发展启蒙与奠基。

（二）幼儿科学素养的特征

与其他学段的儿童相比，幼儿的科学素养既有一致性特征，又有学前儿童的独特性特征。

1.启蒙性

这是幼儿科学素养的首要特征。基于幼儿的认知水平与认知特点，幼儿对科学世界的认识，更多的是建立在感官基础上的直观认识，以事物和现象的外显特征为主。当然，幼儿科学学习的另一显著特点是，他们会发展出自己的“理论”，通常称之为“朴素理论”或“天真理论”。因此，幼儿科学素养应当特别强调与幼儿当前经验的结合，这里既包括大量的外在直观经验，也包括具有一定思维意义的“理论”经验，科学素养就是在幼儿已有的科学经验的基础上生长起来的。此外，还需要特别强调的是，关注幼儿科学素养，并不是为了拔高传统意义上讲的幼儿科学教育的目标要求，它仍然是科学素养的启蒙，“合理期待”仍然是重要的原则。

2.情境性

幼儿的科学探究本身具有生活化的特点，探究和学习的对象主要是其感官能及的事物与现象。但幼儿科学素养绝不仅仅是机械地学习到的生活中的科学常识，或者在完成教师预设好的科学小实验的过程中所获得的相应的知识和能力。这里讲的幼儿科学素养的情境性，是在生活化的基础上，强调与幼儿生活实际情境的结合，强调综合运用科学的思维和方法来认识、理解、应对、解决自己在生活中面对、发现的相关科学问题。幼儿科学素养的情境性，支持幼儿在不同的情境中动态迁移，从而适应更多未知的情境。

3.融合性

从幼儿发展的角度看，幼儿科学素养的融合性包括内在和外在两个方面。内在的融合性是指幼儿科学素养基本要素之间的渗透和融通，关注的是科学知识、科学探究能力、科学认知和思维方式对科学本身的态度和观念等的整体发展，而不是一味关注科学常识，或片面强调幼儿的兴趣等。外在的融合性是指幼儿的科学素养除了科学领域（科学探究）之外，还融合了数学认知、健康、社会、语言、艺术等领域。幼儿的发展是一个整体，我们要关注领域之间的相互渗透和整合，促进幼儿身心全面协调发展。从研究的角度来讲，虽然要关注幼儿科学素养的边界，但也不能把边界划分得过于清晰。从实践的角度来讲，幼儿园课程的整合性与素养的融合性高度一致，具体实施中应当注意在各种活动中支持幼儿科学素养的融合发展。

4.稳定性和发展性相统一

素养既是儿童内在的发展需求，也具有较强的社会价值取向，两者都体现出稳定性和发展性的统一。从社会功能来看，随着科学技术的发展和社会的进步，儿童科学素养的要求发生了一些变化，有着明显的时代性。从幼儿的发展需求来看，一方面，科学素养是由简单、初级到高级、成熟逐步发展的，这种发展是螺旋式上升的。另一方面，幼儿的科学素养发展是为其未来社会生活做准备的，幼儿科学素养中的某些科学知识、科学能力，以及对科学的某些具体的态度和观念都会因当前社会发展和未来社会变化做相应的调整。另外，科学素养不是天生的，它受后期教育和环境的影响极大，更多的机会和正向的引导对于幼儿科学素养的发展具有积极的意义。

三、“二层次三维度”幼儿科学素养构成与发展模型

清晰的幼儿科学素养构成，对于素养导向下的幼儿科学教育改革具有重要意义，也是急迫的需求。我们认为，幼儿科学素养的构成，要符合国家的教育政策、方针和学前教育的整体目标，要关注我国幼儿科学教育的传统和科学教育的发展趋势，要遵循学前儿童的身心发展规律和发展需求。

（一）学生科学素养与幼儿科学教育目标的构成

对科学素养的具体构成，各方的理解与分类并不一致，目前少有对幼儿科学素养构成的系统阐述（主要以“目标”的方式来呈现幼儿科学教育的价值追求）。因此，我们从中小学生科学素养和幼儿科学教育目标两个方面，依据相关的文件、评估测试方案、研究著作等路径，侧面分析幼儿科学素养的构成。

在《中国学生发展核心素养》的“科学精神”部分、《义务教育科学课程标准（2022版）》等文件，以及PISA、TIMSS、NAEP、PCAP、NAP-SL等 的 评 估（测试）中，对中小学生科学素养的构成各自都有清晰的表述，如表1所示。

表1 中小学生科学素养构成举例

从目标和经验发展的角度，我国幼儿园教育主要文件中的“科学探究”部分，刘占兰、施燕、王春燕等学者的相关著作，以及在高瞻课程“科学和技术”关键发展指标和学科教学知识研究的学前儿童科学学习与发展核心经验中，均有明确的指向，如表2所示。

表2 幼儿科学教育目标和经验发展构成例举

从对中小学生的科学素养和幼儿科学教育目标及发展经验的汇总中我们可以看到，科学素养的构成与以往讲的科学领域的“三维目标”有着紧密的联系。从形成机制来讲，核心素养来自三维目标，是三维目标的进一步提炼与整合。从表现形态来讲，学科核心素养高于三维目标，是个体在知识经济和信息化时代，面对复杂的、不确定的情境时，综合应用学科的知识、观念与方法解决现实问题所表现出来的关键能力与必备品格。［14］

（二）幼儿科学素养的三维度

基于上述的综合与分析，我们以实践的视角，提炼形成了便于教师在操作时对照参考的幼儿科学素养的三个维度——科学兴趣与态度、科学方法与能力、科学知识与内容，并进行了细化，如表3所示。

表3 幼儿科学素养的三个维度与具体内容

其中，科学兴趣与态度是幼儿对科学现象和周围环境变化的积极的反应倾向，对科学基本的正向态度和价值追求，以及进行科学探究时所体现的良好的学习品质。除了通常所说的幼儿对科学感兴趣之外，这一维度还包含了更多的与科学价值观，以及与科学探究紧密联系的学习品质等相关的具体内容，而这些往往是许多教师所忽略的。有研究表明，人们对不熟悉或不知道的事物所持有的态度早在小时候就已经成型。［15］因此，尽管这些内容在幼儿身上也许只是处于萌芽状态，他们也并不能深入地理解，但这些内容反映了科学态度，甚至科学精神的实质，应当特别加以关注和引导，这对其科学素养的后续发展影响深远。

科学方法与能力是幼儿在科学探究的过程中对不同探究方法的认识，以及综合使用这些方法的能力的表现。科学方法与能力包括了使用探究方法（即探究过程）和获得探究能力两个相辅相成、相互交织的层面，体现出需要幼儿动手操作与动脑思考相结合的特点。在科学方法与能力维度，包括了“获取与处理信息”“发现与解决问题”“科学表达”3个方面的11项具体内容。在幼儿每一次完整的探究活动中，都会使用多种科学探究的方法，且具有一定的程序性。需要注意的是，尽管幼儿在探究过程中无法也不需要按照规范、严密的操作要求来使用科学方法，但帮助幼儿进行科学方法的启蒙，获得初步使用科学方法的能力，并初步形成科学的思维方式，是幼儿科学教育中的关键。

科学知识与内容是幼儿对周围常见的事物和科学现象的基本特征及其相互关系，以及科学技术的发展与成果的初步认识。这一维度包括了“生命科 学”“物质科学”“地 球 科学”“人 与 科 技”4个 方 面的12项具体内容。对于幼儿的科学知识与内容，需要注意的是：首先，它不是系统的科学知识体系，也不是抽象水平的科学概念，它具有零散、粗浅的特征；其次，它更多的是伴随在幼儿实际操作的过程中，通过直接感知和亲身体验所获得的经验，具有伴随性，是一种经验性知识。因此，一方面，我们不必过于关注幼儿获得的许多所谓“正确的科学知识”；另一方面，要更多地鼓励幼儿在与真实事物的互动过程中获得直接知识，而非间接知识。

科学兴趣与态度、科学方法与能力、科学知识与内容这三个维度是相互联系、不可分割的统一整体，在良好的科学素养中缺一不可。同时，三者之间相互影响，如耦合的齿轮一般对科学素养的发展起到推动作用。此外，三个维度及具体内容也体现了前述的幼儿科学素养的启蒙性、融合性等特征，如图1所示。

图1 幼儿科学素养的三维度耦合

（三）从静态走向动态发展的幼儿科学素养

如果说以上三个维度所组成的幼儿科学素养是处于静态内涵层的科学素养，那么基于前述的幼儿科学素养的情境性、稳定性和发展性相统一等特征，还有一个动态情境层的科学素养。由此，我们构建了“二层次三维度”的幼儿科学素养构成与发展模型，如图2所示。

图2 “二层次三维度”幼儿科学素养构成与发展模型

在动态情境层中，幼儿的科学素养会被调动起来，呈现在幼儿与客观世界、与人的互动中，体现在解决问题的过程中。值得注意的是，幼儿的发展具有差异性，不同的幼儿在相同的情境中也具有强烈的个性化的发展特征。这一模型体现的既是同一名幼儿的科学素养发展过程，也是不同幼儿的差异化发展过程。

幼儿的科学素养并不是“零起点”，它具有充分发展的需求和可能性。科学素养导向下的幼儿科学教育，要进一步从实践的角度，对三个维度下的具体内容进行细化和解释，并持续地观察活动中的幼儿，提炼出相应内容的幼儿典型表现和发展案例；要积极地发现生活中幼儿已有的科学素养萌芽和进一步发展的需求，并提供适宜的支架；要在不同场景中，开展多种形式、不同内容的科学教育活动，从静态与动态两个层面实现幼儿科学素养的相互转化、相互促进与持续发展。